JP2000035312A - 海中に据付けたブロック等の構造物の位置測定装置 - Google Patents
海中に据付けたブロック等の構造物の位置測定装置Info
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- JP2000035312A JP2000035312A JP10216563A JP21656398A JP2000035312A JP 2000035312 A JP2000035312 A JP 2000035312A JP 10216563 A JP10216563 A JP 10216563A JP 21656398 A JP21656398 A JP 21656398A JP 2000035312 A JP2000035312 A JP 2000035312A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、海中に設置したブロックの据付位置の
正確な測定は、水中には基準点がないことより困難であ
った。 【解決手段】 本発明の海中に据付けられるブロックの
位置測定装置においては、ブロックに円形マークを設
け、ブロックを海中に据付けた後、このマークをカメラ
で撮像し、撮像されたマークのモニタ上における最大径
と実際のマークの直径とを比較した値とモニタ上のマー
クの位置からブロックの座標位置を演算する。
正確な測定は、水中には基準点がないことより困難であ
った。 【解決手段】 本発明の海中に据付けられるブロックの
位置測定装置においては、ブロックに円形マークを設
け、ブロックを海中に据付けた後、このマークをカメラ
で撮像し、撮像されたマークのモニタ上における最大径
と実際のマークの直径とを比較した値とモニタ上のマー
クの位置からブロックの座標位置を演算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は海中に据付けたブロ
ック等の構造物の位置測定装置、特に防波堤築造工事な
どで海中に据え付けたブロックの位置を測定するための
位置測定装置に関するものである。
ック等の構造物の位置測定装置、特に防波堤築造工事な
どで海中に据え付けたブロックの位置を測定するための
位置測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】防波堤築造工事などにおいては、海底へ
テトラポッド等のブロックを据え付けているが、この場
合にはクレーン船で複数のブロックを吊下したブロック
吊り枠を海中に降ろして一度に複数個のブロックを海底
に据え付け、次に既に据え付けられたブロックの隣に同
様にして複数個のブロックを据え付けて、順次防波堤の
基礎を築造している。
テトラポッド等のブロックを据え付けているが、この場
合にはクレーン船で複数のブロックを吊下したブロック
吊り枠を海中に降ろして一度に複数個のブロックを海底
に据え付け、次に既に据え付けられたブロックの隣に同
様にして複数個のブロックを据え付けて、順次防波堤の
基礎を築造している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、水中には
基準点がないので海底に据え付けたブロックの据え付け
位置を測定する事ができず、次に据え付けるためのブロ
ック群の据え付け位置の設定ができず、また、据え付け
後のブロックの位置管理ができないという欠点があっ
た。
基準点がないので海底に据え付けたブロックの据え付け
位置を測定する事ができず、次に据え付けるためのブロ
ック群の据え付け位置の設定ができず、また、据え付け
後のブロックの位置管理ができないという欠点があっ
た。
【０００４】本発明は上記の欠点を除くようにしたもの
である。
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の海中に据付けた
ブロック等の構造物の位置測定装置は、海中に据付けら
れるブロックに設けた所定の大きさの円形マークと、上
記マーク撮像用のカメラと、上記マークからの映像を映
し出すモニタと、上記撮像したマークのモニタ上におけ
る最大径と実際のマークの外径とを比較した値とマーク
のモニタ上の位置から上記ブロックの座標を演算する演
算装置とより成ることを特徴とする。
ブロック等の構造物の位置測定装置は、海中に据付けら
れるブロックに設けた所定の大きさの円形マークと、上
記マーク撮像用のカメラと、上記マークからの映像を映
し出すモニタと、上記撮像したマークのモニタ上におけ
る最大径と実際のマークの外径とを比較した値とマーク
のモニタ上の位置から上記ブロックの座標を演算する演
算装置とより成ることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明を適用するブロック
据え付けシステムを示し、１はクレーン船、２は旋回自
在なクレーン、３は計測室、４は上記クレーン２に吊り
下げた八角計状のブロック吊枠、５は上記吊枠４に吊り
下げた複数のブロック、６は海底マウンドである。
据え付けシステムを示し、１はクレーン船、２は旋回自
在なクレーン、３は計測室、４は上記クレーン２に吊り
下げた八角計状のブロック吊枠、５は上記吊枠４に吊り
下げた複数のブロック、６は海底マウンドである。
【０００７】上記クレーン船１は、上記クレーン２のブ
ーム７に頂部に設けたＧＰＳ受信機８と、ＧＰＳ基準局
データ受信機９と、クレーン起伏角検出器１０と、クレ
ーン旋回方位検出用のジャイロコンパス１１と、上記各
装置で検出したデータをクレーン船上の計測室３へ送信
するための近距離無線データ送信機１２とを有し、ま
た、上記計測室３は、上記近距離無線データ送信機１２
から送られたデータを受信する近距離無線データ受信機
１３と、船体方位検出用のジャイロコンパス１４と、潮
位受信機１５とを有し、上記ＧＰＳで測量したクレーン
頂部のアンテナ位置を起点に、上記各装置で得たクレー
ンの起伏角及び旋回方位データと、船位方位データとで
補正演算すれば船上の各点の位置及びクレーンのトップ
シーブ１６の座標を計算することができるようになって
いる。
ーム７に頂部に設けたＧＰＳ受信機８と、ＧＰＳ基準局
データ受信機９と、クレーン起伏角検出器１０と、クレ
ーン旋回方位検出用のジャイロコンパス１１と、上記各
装置で検出したデータをクレーン船上の計測室３へ送信
するための近距離無線データ送信機１２とを有し、ま
た、上記計測室３は、上記近距離無線データ送信機１２
から送られたデータを受信する近距離無線データ受信機
１３と、船体方位検出用のジャイロコンパス１４と、潮
位受信機１５とを有し、上記ＧＰＳで測量したクレーン
頂部のアンテナ位置を起点に、上記各装置で得たクレー
ンの起伏角及び旋回方位データと、船位方位データとで
補正演算すれば船上の各点の位置及びクレーンのトップ
シーブ１６の座標を計算することができるようになって
いる。
【０００８】また、クレーン２に吊り下げられる上記吊
枠４は図２及び図３に示すように、水中ビデオカメラ１
７と、投光器１８と、水圧式深度計、傾斜計及び吊枠方
位検出用のジャイロコンパスを有する水密箱１９とを有
する。ブロック５を吊った吊枠４の水中重量は約８０ｔ
もあるので、吊枠４の中心位置は船の動揺や海流の影響
を受けず、ほぼクレーンのトップシーブ１６の鉛直下に
あるとみなせるので、クレーンのトップシーブの位置と
深度データと傾斜データと吊枠の方位データとで補正演
算すれば、吊枠周辺部の位置と上記ビデオカメラ１７の
位置の座標を計算することができる。
枠４は図２及び図３に示すように、水中ビデオカメラ１
７と、投光器１８と、水圧式深度計、傾斜計及び吊枠方
位検出用のジャイロコンパスを有する水密箱１９とを有
する。ブロック５を吊った吊枠４の水中重量は約８０ｔ
もあるので、吊枠４の中心位置は船の動揺や海流の影響
を受けず、ほぼクレーンのトップシーブ１６の鉛直下に
あるとみなせるので、クレーンのトップシーブの位置と
深度データと傾斜データと吊枠の方位データとで補正演
算すれば、吊枠周辺部の位置と上記ビデオカメラ１７の
位置の座標を計算することができる。
【０００９】なお、上記吊枠４の深度は、吊枠上の水密
箱１９に取り付けた深度計で計測し、上記潮位データで
補正することにより計算されるようになっている。
箱１９に取り付けた深度計で計測し、上記潮位データで
補正することにより計算されるようになっている。
【００１０】本発明においては、各ブロック５の頂部に
海中での透視度が高い水色又は黄色の円形マーク２０を
設け、吊枠４に設けた水中ビデオカメラ１７により着底
約１ｍ前から降下するブロック及び既に設置された隣接
ブロックの状況を録画せしめ、ビデオ録画停止後、図４
に示すようにブロック据え付け時に収録した画像を静止
画像としてモニタ２１に再生表示せしめる。
海中での透視度が高い水色又は黄色の円形マーク２０を
設け、吊枠４に設けた水中ビデオカメラ１７により着底
約１ｍ前から降下するブロック及び既に設置された隣接
ブロックの状況を録画せしめ、ビデオ録画停止後、図４
に示すようにブロック据え付け時に収録した画像を静止
画像としてモニタ２１に再生表示せしめる。
【００１１】この時、上記ブロック５の頂部のマーク２
０の形状は、ブロック５がビデオカメラ１７の鉛直下に
ない場合には図４の実線に示されるように楕円形で撮像
されるが、この楕円形の最大径は、ブロック頂部をカメ
ラ方向に向けた時に撮像される図５の破線で示されるよ
うに、円径マーク２０の外径に対応するようになるの
で、この撮像された楕円形の最大径と実際の円径マーク
の実寸外径を比較し、これによりカメラとブロックとの
距離を演算し、さらに、水中内のカメラの視野角、モニ
タの解像度から楕円形の中心部のモニタのＸＹ画面上に
表示される位置を補正演算することにより、水中ビデオ
カメラとブロックとの相対座標を計算する。
０の形状は、ブロック５がビデオカメラ１７の鉛直下に
ない場合には図４の実線に示されるように楕円形で撮像
されるが、この楕円形の最大径は、ブロック頂部をカメ
ラ方向に向けた時に撮像される図５の破線で示されるよ
うに、円径マーク２０の外径に対応するようになるの
で、この撮像された楕円形の最大径と実際の円径マーク
の実寸外径を比較し、これによりカメラとブロックとの
距離を演算し、さらに、水中内のカメラの視野角、モニ
タの解像度から楕円形の中心部のモニタのＸＹ画面上に
表示される位置を補正演算することにより、水中ビデオ
カメラとブロックとの相対座標を計算する。
【００１２】即ち、図４，図５に示すようにＧ１をブロ
ック最大径の画素数（値）、Ｇx yを光軸中心からブロ
ック頂部のマーク中心までの画素数、Ｇx を光軸中心か
らブロック頂部のマーク中心までのＸ成分の画素数、Ｇ
y を光軸中心からブロック頂部中心までのＹ成分の画素
数、また、ΔθＧを撮像体２２上の１画素あたりのカメ
ラ視野角とすれば、カメラの鉛直下を零度としたとき、
ブロック頂部までの方向角θＴ１は、θＴ１＝Ｇx y ・
ΔθＧ、ブロック頂部の幅角ΔθＴ１は、ΔθＴ１＝Ｇ
１・ΔθＧ、ブロックの頂部の最大実寸径をＴＫとし、
カメラからブロック頂部までの斜距離Ｌとすると、Ｌ・
ｓｉｎ（ΔθＴ１／２）＝ＴＫ／２となる。
ック最大径の画素数（値）、Ｇx yを光軸中心からブロ
ック頂部のマーク中心までの画素数、Ｇx を光軸中心か
らブロック頂部のマーク中心までのＸ成分の画素数、Ｇ
y を光軸中心からブロック頂部中心までのＹ成分の画素
数、また、ΔθＧを撮像体２２上の１画素あたりのカメ
ラ視野角とすれば、カメラの鉛直下を零度としたとき、
ブロック頂部までの方向角θＴ１は、θＴ１＝Ｇx y ・
ΔθＧ、ブロック頂部の幅角ΔθＴ１は、ΔθＴ１＝Ｇ
１・ΔθＧ、ブロックの頂部の最大実寸径をＴＫとし、
カメラからブロック頂部までの斜距離Ｌとすると、Ｌ・
ｓｉｎ（ΔθＴ１／２）＝ＴＫ／２となる。
【００１３】よって、Ｌ＝ＴＫ／｛２・ｓｉｎ（ΔθＴ
１／２）｝で、カメラからブロック頂部円周上までの水
平距離をＨｍ１、Ｈｓ１とすると、Ｈｍ１＝Ｌ・ｓｉｎ
（θＴ１＋ΔθＴ１／２），Ｈｓ１＝Ｌ・ｓｉｎ（θＴ
１−ΔθＴ１／２）となる。
１／２）｝で、カメラからブロック頂部円周上までの水
平距離をＨｍ１、Ｈｓ１とすると、Ｈｍ１＝Ｌ・ｓｉｎ
（θＴ１＋ΔθＴ１／２），Ｈｓ１＝Ｌ・ｓｉｎ（θＴ
１−ΔθＴ１／２）となる。
【００１４】ここで、Ｈｍ１−Ｈｓ１＝ＴＫ・ｃｏｓθ
Ｔ１であるから、Ｌ・｛ｓｉｎ（θＴ１＋ΔθＴ１／
２）−ｓｉｎ（θＴ１−ΔθＴ１／２）｝＝ＴＫ・ｃｏ
ｓθＴ１となる。
Ｔ１であるから、Ｌ・｛ｓｉｎ（θＴ１＋ΔθＴ１／
２）−ｓｉｎ（θＴ１−ΔθＴ１／２）｝＝ＴＫ・ｃｏ
ｓθＴ１となる。
【００１５】よって、ブロックまでの斜距離Ｌは、Ｌ＝
ＴＫ・ｃｏｓθＴ１／｛ｓｉｎ（θＴ１＋ΔθＴ１／
２）−ｓｉｎ（θＴ１−ΔθＴ１／２）｝、ブロックま
での水平距離はＨ１は、Ｈ１＝Ｌ・ｓｉｎθＴ１、ブロ
ックまでの鉛直距離Ｚ１は、Ｚ１＝Ｌ・ｃｏｓθＴ１と
なる。
ＴＫ・ｃｏｓθＴ１／｛ｓｉｎ（θＴ１＋ΔθＴ１／
２）−ｓｉｎ（θＴ１−ΔθＴ１／２）｝、ブロックま
での水平距離はＨ１は、Ｈ１＝Ｌ・ｓｉｎθＴ１、ブロ
ックまでの鉛直距離Ｚ１は、Ｚ１＝Ｌ・ｃｏｓθＴ１と
なる。
【００１６】カメラの座標をＸ軸としたときのブロック
頂部の座標は、ｘＴ１＝Ｈ１・（Ｇx ／Ｇx y ）、ｙＴ
１＝Ｈ１ ・（Ｇy ／Ｇx y ）、ｚＴ１＝Ｚ１となる。
頂部の座標は、ｘＴ１＝Ｈ１・（Ｇx ／Ｇx y ）、ｙＴ
１＝Ｈ１ ・（Ｇy ／Ｇx y ）、ｚＴ１＝Ｚ１となる。
【００１７】実際に求めるのは、工事座標系上の部頂部
の位置である。この計算方法は、通常の座標軸の回転と
平行移動による座標計算できる。
の位置である。この計算方法は、通常の座標軸の回転と
平行移動による座標計算できる。
【００１８】ブロック据え付システムで計測した吊枠の
方位により、カメラの水平軸から工事座標Ｘ軸までの角
度を計算入力し、画像処理で計算されたブロック頂部の
座標（ｘＴ１，ｙＴ１，ｚＴ１）をカメラの位置を原点
にこの角度で回転させ、これに、ブロック据付システム
で計測したカメラ位置の工事座標位置（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚ
ｃ）を加算することで工事座標系上のブロック頂部の位
置を計算できる。
方位により、カメラの水平軸から工事座標Ｘ軸までの角
度を計算入力し、画像処理で計算されたブロック頂部の
座標（ｘＴ１，ｙＴ１，ｚＴ１）をカメラの位置を原点
にこの角度で回転させ、これに、ブロック据付システム
で計測したカメラ位置の工事座標位置（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚ
ｃ）を加算することで工事座標系上のブロック頂部の位
置を計算できる。
【００１９】解析時に必要になる吊枠の方位及びカメラ
の座標は、ブロック据付システムにより据付時のデータ
を再現し、処理する撮像画像と同時刻のデータを読み取
り入力する。
の座標は、ブロック据付システムにより据付時のデータ
を再現し、処理する撮像画像と同時刻のデータを読み取
り入力する。
【００２０】上記のように、ブロック据え付け時の静止
画像と同時刻のクレーンのトップシーブの座標及びビデ
オカメラの座標と上記ビデオカメラとブロックとの相対
座標とにより、ブロックの３次元座標を正確に測定する
ことができる。
画像と同時刻のクレーンのトップシーブの座標及びビデ
オカメラの座標と上記ビデオカメラとブロックとの相対
座標とにより、ブロックの３次元座標を正確に測定する
ことができる。
【００２１】また、これにより、次のブロック群の目標
据え付け位置を設定することができるようになるととも
に、ブロック据え付け位置を出来形管理資料として出力
することができるようになる。
据え付け位置を設定することができるようになるととも
に、ブロック据え付け位置を出来形管理資料として出力
することができるようになる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の海中に据え付けたブロックの位
置測定装置によれば、海中に据え付けたブロックの位置
を、ブロックが鉛直下にない場合でも、容易にブロック
の位置を正確に測定できるという大きな利益がある。
置測定装置によれば、海中に据え付けたブロックの位置
を、ブロックが鉛直下にない場合でも、容易にブロック
の位置を正確に測定できるという大きな利益がある。
【図１】本発明を適用するブロック据付システムの説明
図である。
図である。
【図２】図１に示すシステムにおける吊枠の平面図であ
る。
る。
【図３】図２に示す吊枠の側面図である。
【図４】本発明の海中に据付けたブロックの位置測定装
置のモニタ画面に表示された静止画像の説明図である。
置のモニタ画面に表示された静止画像の説明図である。
【図５】本発明の海底に据付けたブロックの位置測定装
置による座標計測説明図である。
置による座標計測説明図である。
１ クレーン船 ２ 旋回自在なクレーン ３ 計測室 ４ ブロック吊枠 ５ ブロック ６ 海底マウンド ７ ブーム ８ ＧＰＳ受信機 ９ ＧＰＳ基準局データ受信機 １０ クレーン起伏角検出器 １１ クレーン旋回方位検出用のジャイロコンパス １２ 近距離無線データ送信機 １３ 近距離無線データ受信機 １４ 船体方位検出用のジャイロコンパス １５ 潮位受信機 １６ トップシーブ １７ 水中ビデオカメラ １８ 投光器 １９ 水密箱 ２０ 円形マーク ２１ モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島 昌則 東京都文京区後楽２丁目２番８号 五洋建 設株式会社内 (72)発明者 宮澤 武明 東京都文京区後楽２丁目２番８号 五洋建 設株式会社内 (72)発明者 舘山 大樹 宮城県仙台市青葉区二日町16−20 二日町 ホームプラザビル２Ｆ 五洋建設株式会社 東北支店内 Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA17 AA20 BB05 BB28 FF01 FF04 FF26 FF63 FF65 FF67 FF70 JJ03 JJ05 JJ19 JJ26 QQ25 QQ27 QQ31 RR08 SS02 SS13
Claims (1)
- 【請求項１】 海中に据付けられるブロック等の構造物
に設けた所定の大きさの円形マークと、上記マーク撮像
用のカメラと、上記マークからの映像を映し出すモニタ
と、上記撮像したマークのモニタ上における最大径と実
際のマークの外径とを比較した値とマークのモニタ上の
位置から上記ブロックの座標を演算する演算装置とより
成ることを特徴とする海中に据付けたブロック等の構造
物の位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10216563A JP2000035312A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 海中に据付けたブロック等の構造物の位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10216563A JP2000035312A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 海中に据付けたブロック等の構造物の位置測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000035312A true JP2000035312A (ja) | 2000-02-02 |
Family
ID=16690396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10216563A Pending JP2000035312A (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 海中に据付けたブロック等の構造物の位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000035312A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256100A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nintendo Co Ltd | 位置算出装置、位置算出プログラム、ゲーム装置、およびゲームプログラム |
| JP2016138432A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 清水建設株式会社 | 水底地盤貫入深度計測装置 |
| CN107270818A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-10-20 | 南京大学 | 一种利用监测ccd实时测定激光探头与被照射面间距离和角度的方法 |
| NO20161239A1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-01-29 | 4Subsea As | Method for detecting position and orientation of a subsea structure using an ROV |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP10216563A patent/JP2000035312A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256100A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Nintendo Co Ltd | 位置算出装置、位置算出プログラム、ゲーム装置、およびゲームプログラム |
| JP2016138432A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 清水建設株式会社 | 水底地盤貫入深度計測装置 |
| NO20161239A1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-01-29 | 4Subsea As | Method for detecting position and orientation of a subsea structure using an ROV |
| NO342795B1 (en) * | 2016-07-28 | 2018-08-06 | 4Subsea As | Method for detecting position and orientation of a subsea structure using an ROV |
| CN107270818A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-10-20 | 南京大学 | 一种利用监测ccd实时测定激光探头与被照射面间距离和角度的方法 |
| CN107270818B (zh) * | 2017-06-05 | 2019-04-09 | 南京大学 | 一种利用监测ccd实时测定激光探头与被照射面间距离和角度的方法 |
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